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DGMK-Projekt Erdöl­geologie

MERID – Mikrostruktureller Einfluss auf die Reservoirintegrität bei variablen hydromechanischen Druckbedingungen

Laufzeit
01.07.2017 – 30.06.2020
Forschungsstelle
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Hochschule Karlsruhe
RWTH Aachen
Anlass und Ziel

Poröse Reservoirgesteine werden als Kohlenwasserstoffreservoire exploriert und als geothermische oder Gaszwischenspeicher genutzt. Sie beinhalten sedimentäre und strukturelle Grenzflächen (bounding surfaces, Störungen, Deformationsbänder) und durch Kompaktion während der Druckreduktion innerhalb des Reservoirs verursachte Strukturen (Drucklösung, Deformationsbänder), die als Permeabilitätsanisotropien während der hydromechanischen Druckänderung die Reservoirintegrität beeinflussen. Gleichzeitig werden die Gesteine von einem Zweiphasenfluss (injiziertes Fluid vs. Formationswasser, Öl vs. Formationswasser) durchströmt, wobei die relativen Permeabilitäten von den Benetzungseigenschaften der mineralogischen Mikrostrukturen abhängen.
Ziel des interdisziplinären Projekts ist die Modellierung des mikrostrukturellen Einflusses auf den Zweiphasenfluss und die Reservoirintegrität.

Kurzbeschreibung

Die während der Fluiddruckänderungen variierenden vertikalen und horizontalen Permeabilitäten in porösen Reservoiren werden experimentell und numerisch analysiert und modelliert. Durch gekoppelte geomechanische und hydrodynamische Modelle wird die dreidimensionale Hydrodynamik des Mehrphasenflusses unter Berücksichtigung der Benetzungseigenschaften auf der Kornskala berechnet und das repräsentative Volumen für die Reservoirskala abgeleitet. Die Ergebnisse werden anhand vorhandener Reservoirdaten validiert und die gewonnenen Erkenntnisse zur Reservoirintegrität quantifiziert. In dem integrierten interdisziplinären Ansatz werden erstmalig kornskalige Prozesse in Reservoirprozessen appliziert und digitale Gesteinsmodelle erstellt. Die Ergebnisse finden Anwendung in der effizienteren Nutzung von tiefen Reservoiren bei der Exploration und als Energiespeicher.

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen 03G0868).

Bearbeitungsstand

Die Aufschlussanalog- und Kernstudie zur Reservoircharakterisierung für die Fluid-Flow-Simulation ist weitgehend abgeschlossen. Die Kopplung der Fluid-Flow-Simulation mit der geomechanischen Simulation ist in Arbeit.

Publikationen

Monsees A, Busch B, Subhedar A, Nestler B, Hilgers C. 2019. Integrating Geology and Petrophysics into Numerical Models – A Step Towards the Digitalization of Rocks. In DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung, Celle.

Monsees A, Busch B, Schöner N, Hilgers C. 2019. Reservoir quality controls in deeply buried Rotliegend sandstones and their outcrop analogs. In Annual Conference of the Deutsche Geologische Gesellschaft, Münster.

Monsees A, Busch B, Hilgers C. 2018. The impact of pore-occluding cementation and chemical compaction on the reservoir quality of deeply buried sandstones. In 6th Geothermal Workshop, Strasbourg.

Hochschule Karlsruhe

Projektstatus

Projekt­koordination

Dr. Dominik Soyk

Leiter der Abteilung Aufsuchung und Gewinnung

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung